Wykład: Procesy radiacyjne w atmosferze.
IV roku specjalizacji fizyka atmosfery UW Wykładowca: dr Krzysztof Markowicz
Semestr letni, 2008/2009, wtorek 9:15-11:00 sala 104a Wykład 2 godziny tygodniowo
ćwiczenia 2 godziny tygodniowo : mgr Olga Zawadzka Skrypt do wykładu jest dostępny na stronie sieciowej:
http://www.igf.fuw.edu.pl/meteo/stacja/wyklady/ProcesyRadiacyjne/
e-mail: kmark@igf.fuw.edu.pl pok. 427
tel. 55 46 836
Forma zaliczania wykładu oraz ćwiczeń.
Kolokwium w połowie semestru (początek kwietnia): 30%
Egzamin część pisemna obejmuje II część semestru : 30 %
Egzamin ustny : 40 %
Literatura
1. K. N. Liou, Introduction to Atmospheric Radiation, 2002.
2. G. W. Petty, A First Course in Atmospheric Radiation
3. C.F. Bohren, D.R. Huffman, Absorption and Scattering of Light by Small Particles, 1998.
4. G.T. Thomas, K. Stamnes, Radiative Transfer in the Atmosphere and Ocean, 1999.
5. G. L. Stephens, Remote Sensing of the Lower Atmosphere. An Introduction, 1994.
6. C. Mobley, Light and Water: Radiative Transfer in Natural Water, 1988.
7. R. M. Goody, Atmospheric Radiation, Theoretical Basis, 1989.
8. J. H. Seinfeld, S. N. Pandis, Atmospheric Chemistry and Physics: From Air Pollution to Climate Change, 1997.
Program wykładu.
Definicje podstawowych wielkości, stosowana nazewnictwo, geometria (układy współrzędnych)
Promieniowanie ciała doskonale czarnego: wzór Plancka, prawo Wien’a, Stefana- Boltzmanna, prawo Kirchhoffa.
Słońce oraz Ziemia jako główne źródła promieniowania, pojęcie stałej słonecznej.
Oddziaływanie materii z promieniowaniem
Podstawy fizycznie absorpcji, linie widmowe ich opis, poszerzenia dopplerowskie i ciśnieniowe
Widma absorpcyjne gazów w atmosferze a przejścia elektronowe, oscylacyjne rotacyjne cząsteczek.
Rozpraszanie Rayleigha , pojęcie funkcji fazowej współczynnika rozpraszania
Rozpraszanie Mie,
Macierz Muellera
Anomalna teoria dyfrakcji
Rozpraszanie na niesferycznych cząstkach.
Wprowadzanie do równania transferu promieniowania w atmosferze
Prawo Lamberta-Beer’a
Zdefiniowanie pełnego równania transferu (różne jego formy dla
promieniowania słonecznego i ziemskiego, promieniowania w górę i w dół)
Funkcja źródłowa
Warunki brzegowe TOA i powierzchnia ziemi (parametryzacja podłoża, albedo, BRDF, itd.)
Metody rozwiązywania równania transferu promieniowania w atmosferze
Równanie transferu bez rozpraszania (w podczerwieni) oraz bez promieniowania termicznego ziemi i atmosfery (pr. krótkofalowe)
Przybliżenie pojedynczego rozpraszania oraz metoda kolejnych przybliżeń
Przybliżenie 2-strumieniowe
Przybliżenie Delta-Eddington
Dyskretyzacja równania transferu
Metoda adding and doubling
Metoda Monte-Carlo
Modele transferu promieniowania w atmosferze
Omówienie modeli: MODTRAN, Streamer , Fu-Liou, (pokazy działania modeli)
Metoda K-correlated dla pasm.
modele linia po linii (line by line)- GENSPEC Bilans radiacyjny
Równowaga radiacyjna w atmosferze
Temperatura efektywna
Bilans promieniowania w atmosferze- struktura termiczna atmosfery.
Równowaga radiacyjno-konwekcyjna (convective adjustment)
Chłodzenie atmosfery -100 W/dobę i jego konsekwencje Promieniowanie a klimat
Wymuszanie radiacyjne-definicje
Efekt cieplarniany
Wpływ zmian aktywności Słońca na klimat
Aerozole a klimat- bezpośredni i pośredni wpływ aerozolu na klimat
Własności radiacyjne i optyczne aerozoli
Wpływ chmur na klimat
Modele klimatu, prosty model klimatu